电力调度SCADA数据转发配网SCADA系统的方案分析
电力调度SCADA数据转发配网SCADA系统的方案分析
电力调度SCADA数据转发配网SCADA系统的方案分析电力调度SCADA数据转发配网SCADA系统的方案分析【摘要】杭州电力调度SCADA系统实现对实时运行的电力系统进行数据采集、监视、控制和平安分析功能，是杭州电力调度最重要的系统。
杭州配网SCADA系统根本目标是在市中心区域建立完善的配电自动化系统，实现配电SCADA、馈线自动化等功能，显著提高供电可靠性，并在调控一体化、智能配电网方面进行积极的探索和实践。
本文主要分析配网SCADA系统的变电站10kV及以上实时数据通过调度SCADA系统通过网络方式转发获取方式，这些实事数据包括变电站设备信息、拓扑信息、实时信息及故障分析信息。
并选择最正确方案。
【关键词】SCADA；转发；配网；调度；接口1.引言杭州电力局地调调度自动化系统包括三局部，第一局部为调度自动化系统主站，第二局部为变电站监控系统，第三局部为数据网络。
杭州市电力局地调调度自动化系统基于计算机、通信、控制技术，是在线为杭州电力调度机构生产运行人员提供电力系统运行信息、分析决策工具和控制手段的数据处理系统。
包含安装在发电厂、变电站的变电站监控系统、数据采集和控制装置以及安装在杭州市电力局调度大楼的主站设备，通过通信介质及数据传输网络构成系统。
当前杭州市电力局地调调度自动化系统主要功能模块有：监视控制和数据收集系统、电网高级应用分析软件系统、区域电压无功控制系统，系统采集变电站四遥信息，为调度人员及运行人员提供电网运行的实时信息，并为其监控、指挥电网运行提供控制手段，是重要的用于电网实时控制及信息采集、分析的调度生产系统。
地调调度自动化系统承载的调度控制业务相对独立。
杭州电力调度SCADA/EMS系统是山东烟台东方电子生产的DF8900系统，实现对实时运行的电力系统进行数据采集、监视、控制和平安分析功能，是杭州电力调度最重要的系统，整个系统横跨平安I区、平安II区、平安III区。
处于平安I区局部是EMS主体，网络设备由系统交换机、广域纵向交换机、广域纵向防火墙构成。
配电自动化6-配电SCADA
事件记录
01
对配电网中的重要事件进行记录，包括开关设备的动作、故障
发生和处理等。
报警机制
02
根据事件的重要性和紧急程度，设置不同的报警级别，并通过
声光电等方式提醒管理人员进行处理。
报警处理
03
管理人员根据报警信息，及时处理相应的事件，确保配电网的
安全稳定运行。
报表生成与打印
数据统计
对配电网的运行数据和监控数据进行统计和分析。
工业园区配电网自动化可以优化资源配置，提高电力供应的可靠性和稳定性，降 低能源消耗和生产成本。
住宅小区配电网自动化
住宅小区是居民生活的重要场所，对供电的可靠性和稳定 性要求较高。配电SCADA系统在住宅小区配电网自动化中 能够实时监测和控制配电网的运行状态，保障居民用电的 稳定性和可靠性。
住宅小区配电网自动化可以提高供电的可靠性和稳定性， 优化资源配置，降低能源消耗和运行成本。
人机交互技术
图形化界面设计
利用图形化界面展示配电网的运行状态和实时数据，便于用户直 观地了解系统运行情况。
报表生成与打印
支持自定义报表生成和打印功能，方便用户进行数据统计和分析。
报警与通知功能
对异常事件进行实时报警，并通过短信、邮件等方式通知相关人员 进行处理。
安全防护技术
1 2
防火墙技术
设置防火墙以保护SCADA系统免受未经授权的 访问和攻击。
数据处理
对采集到的数据进行处理，包括数据 滤波、去噪、计算等操作，以得到准 确可靠的监控信息。
故障定位与隔离
故障检测
通过实时监控配电网的运行状态， 及时发现故障并触发故障检测机 制。
故障定位
利用故障定位算法和智能终端设备， 快速准确地定位故障发生的位置。
电力调度自动化SCADA技术
五、人机联系子系统
1、人机联系系统的必要性： 2、人机联系系统的功能： （1）输出功能 （2）输入功能 3、人机联系系统的硬件组成 （1）输出设备：模拟屏、图形显示器、声光报警装置等
（2）输入设备：键盘、鼠标等
第二节
远动终端RTU
一、RTU的功能 1．“四遥”功能 “遥测”(YC) “遥信”(YX) “遥控”(YK) “遥调”(YT) 2．其它功能 (1)当地功能： 对有人值班的较大站点，如果配有CRT、 打印机等，可完成显示、打印功能；越限告警功能； 事件顺序记录功能等。 (2)自诊断功能： 程序出轨死机时自行恢复功能；自动监视主、备通信信道 及切换功能；个别插件损坏诊断报告等功能。
2.1
电力调度自动化系统结构
一、电力调度自动化基本结构
发电厂 变电站 信息采集和 命令执行子 系统 信息传 输子系 统 信息收集、 处理、控制 子系统 人机联 系子系 统
厂站端 （RTU）
信息传 输通道
调度中心
二、信息采集和命令执行子系统 （远动终端RTU）
1、作用 采集各发电厂、变电所中各种表征电力系统运行状态的实时信息，并 根据运行需要将有关信息通过远动终端传送到调度中心，同时也接受调度 端发来的控制命令，并执行相应的操作。
第三节
电力系统远动通信
（三）微波中继通信与卫星通信
（1）微波通 信
•优点：频带宽，一套设备可传输多路信息，信息传输稳定，方向性强， 保密性好。每公里话路成本比有线通信低。
•缺点：中继设备复杂，技术水平要求较高。
•适合：做电力系统通信网的主干通信。
第三节
电力系统远动通信
四、现场总线（20世纪80年代中期提出）
第二章 电力调度自动化SCADA技术
SCADA系统教程-SCADA系统
SCADA系统教程-SCADA系统第一章SCADA系统1.1. SCADA系统的意义SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System 的缩写，是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制系统。
了解生产情况是实施科学生产的基础，如果生产过程分布很近，可以采用就近控制的办法，就地接线，就地监视，就地控制，对于复杂的过程生产采用DCS系统控制的比较多，也有采用PLC的或者专业控制器。
而对于生产各个环节分布距离非常远的，比如几公里，几十公里，几百公里甚至几千公里的，如变电站，天然气管线，油田，自来水管网，随着技术的发展，人们慢慢发展出远程采集监视控制系统，称为SCADA系统。
SCADA系统与其他系统的区别在于：分布区域广泛主站与控制对象距离远监控终端的工作条件苛刻通讯系统复杂多变通讯系统不保证可靠传输1.2. SCADA系统的构成SCADA系统主要包括三部分组成，主站端，通讯系统和远程终端单元主站一般采用先进的计算机，有着良好的图形支持，现在采用PC 计算机和WINDOWS系统居多，在历史上，曾经有很多系统采用UNIX系统和XWINDOWS图形界面。
一个主站可能的分站数量从几十到几百、几千个不等。
通讯系统就非常复杂了，有线的包括音频电缆、载波电缆、光纤、电力载波等，无线的包括电台、卫星、微波等。
远程终端单元(RTU or TeleControl )的品种也很多，大的系统由很多机柜组成，小的系统可能就是一个小盒子。
1.3. SCADA的主站系统SCADA系统的主站过去由很多著名的系统是基于UNIX操作系统家族和XWINDOW图形界面的。
随着计算机系统的发展，特别是PC机的发展，PC机和PC机上运行的操作系统在扮演着越来越重要的角色。
庞大的主站系统一般包括如下内容：通讯前置系统，主要负责解析各种不同的规约，完成通讯接口数据处理，包括数据转发。
配电SCADA系统
• 概述
电力系统的复杂性和重要性使得其离不开 监视和控制。传统的监控任务使用模拟屏 （Mimic board）实现，屏上有一个系统接 线图，展现了系统的概貌。上面是仪表指 示灯等，从现场采集的各种信号被送到接 线图对应的部件上，从模拟屏上可以直接 查看系统的实时情况，，这种方法简单直 观，但是成本太高，维护方面，功能有限， 当系统增大时需要很大的空间来增建模拟
• 6、配电网因其点多面广，配电网SCADA 系统对通信系统提出了比输电网更高的要 求； • 7、配电网直接连接用户，由于用户的增 容、拆迁、改动等原因，使得配电网 SCADA系统的创建、维护、扩展工作量非 常大。
四、配电网SCADA系统的任务
配电网SCADA系统是配电网自动化的基础。 作为电力系统自动化系统的一个底层模块， 配电SCADA肩负着几项重要的任务：
• 设备（发电机、变压器、输电线、电网馈 线以及各种开关、刀闸和隔离设备、用户 用电设备等）共同构成了电力网。电力网 又可以分为输电网和配电网。与之相对应 的SCADA系统也可以分为输电SCADA系 统（ TSCADA ）和配电SCADA系统 （ DSCADA ）。 • 电力系统的SCADA系统最初只是在输电 系统进行开发。随着配电自动化的实施， SCADA系统逐步被引用到配电网的监控 中，虽然配电SCADA起步较晚，而且功 能和输电基本相同，但是并不意味着可以
• 此外，配电网SCADA系统也同样要给监 控、操作人员提供画面，要给电力系统 其它高级管理软件提供数据共享的接口。
• 遥控：操作人员通过监控计算机发送开 关开合命令，通过配电网信道传 达到现场，使现场的执行机构操 作开关的开合，达到给用户送电、 停电等目的。 • 遥调：操作人员通过监控计算机或者高级监 控程序自动发送参数调节命令，通过 配电信道传送到现场，使现场的调节 机构对特定的参数进行调节，达到负 荷大小、电压、功率因数调节等目的。
电力调度自动化SCADA技术
介
以
介
介
绍
及
绍
绍
第
2
自
一
电
电
动
些
量
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法
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程
系
监
中
统
控
的
的
系
信
总
章
统
号
体
(SCADA)
变
结
换
构
原
；
理
， 。
技术 电力 本章主要内容：
调
度
自
动
化
2.1电力调度自动化系统结构
结构包括远动终端（RTU) 、调度中心主站（MS) 和信息传输通道。
01
远动终端（RTU）—采集信息和执行命令
01
交流采样算法特点：通过 交流采样计算出来
03
交流采样算法特别是软件算法 较为复杂, 对A /D
05
从发展眼光看, 随着电子技术 的飞速发展,
07
度的进一步提高, 为交流采样 技术的应用创造了
02
的数据, 可靠性和精度均较高， 硬件投资小。但
04
转换速度和CPU运算速度的要 求较高。
06
单片机、微型机处理速度和 A/D转换器的转换速
一般电压输出范围：0～5V，0～10V
○ 作用：将普通电信号转换为标准电信号输出，与A/D转换器输入信号相匹配。 1. 直流采样方式特点：测量精度直接受变送器的精度和稳定性影响;系统组成环节多, 使投资成本增加; 动态响应速度慢。对于快速变化的交流
第2章 电力调度自动化SCADA技术
2）光学电流、电压传感器
❖ a.光学电流传感器 ❖ 原理
基于法拉第磁光效应。 基本概念是：一束线偏振 光在磁场作用下通过磁光 材料时，它的偏振面将发 生磁旋场转。沿旋着H 光偏角振光通正过比 材于 料路径的线积分，通过测 量旋转的角度即可确定被 测电流的大小。如右图所 示。
2.2电量参数信息采样方式与算法设计
❖ 2.2.1电量信号变换原理与传感器
❖ 1. 电量信号变换原理
❖ （1）原理：不同变化范围的被测量，经A/D转换器转换 后，其数值无法反应实际值，必须把A/D转换的数字量 变换为带有工程单位的数字量，这种变换称为标度变换。
❖ （2）变换公式
Y
Y0
Ym Nm
Y0 N0
u(t) u0 2
(uan cos nt ubn sin nt)
uan
2 T
T
2 T
u(t
)
cos
ntdt
2
ubn
2 T
T
2 T
u(t
)
sin
ntdt
2
将上式离散化处理，得：
uan
2 N
N
uK
K 1
cos nK
2
N
ubn
2 N
N
uK
K 1
sin nK
2
N
❖ 若每周采样6点，则基频分量实部和虚部的计算公 式分别为：
第2章 电力调度自动化 SCADA技术
本章主要内容：
❖ 1、介绍电力调度自动化系统的总体结构； ❖ 2、介绍电量参数采样过程中的信号变换原
理，以及一些算法设计； ❖ 3、介绍自动化数据采集系统。
电力SCADA系统远端组网解决方案
电力SCADA系统远端组网解决方案本方案旨在利用Anykey无线数字扩频宽带电台AKDS200组建电力系统远端监控点与电力主控中心的数据传输网络，为电力SCADA系统的建设构建基础，加快电力系统信息化的建设。
以科技的手段加强电力系统对自身电网的监测，保障电网运行的长期稳定。
电力系统的安全稳定运行对国民经济意义重大，电力系统故障不仅会给客户带来巨大的经济损失，影响企业的声誉，严重的可能会影响社会的正常的生活秩序。
随着电网的不断互联和电力市场的逐步实施，电力系统的运行环境更加复杂，对电网的安全稳定运行要求也越来越高。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统正是为了解决这个问题而提出的。
SCADA系统使得中心调度室可以远程对发电厂和变电站进行遥测、遥信、遥计与遥控等。
自1998年Anykey进入中国，一直致力于为军工，工业系统提供可靠的无线数字通信产品，始终专注于无线数字通信专网产品的研发与开发，AKDS系列无线数字扩频宽带电台采用IP内核，DSSS直序列扩频和OFDM正交频分复用技术，设备接口灵活，抗干扰，抗多路径效果优异，传输稳定，一直深受各科研院所的喜爱，广泛应用于各个重点场合。
系统需求：SCADA系统远程站具有信号传输量较小、网点众多的特点，同时系统还要求远程站能将采集信号及时的传回中心并能将中心的指令快速传给远程站以控制远程站的电力开关的开合。
这就要求整个系统的轮询周期短，响应速度快，另外考虑到有些站点偏僻，无人值守，需要保证远端站的可靠性，稳定性。
解决方案：针对不同客户的需求，Anykey AKDS系列数传电台为客户提供200Mhz\700Mhz\2.3G\3.5G的频段可供选择，采用DSSS直序扩频通信技术以及独有的抗干扰算法，为系统提供高达4Mbps的通信速率，并且保证数据传输的稳定可靠。
采用IP内核，可为系统提供包括RS232/485、RJ45、语音等在内的丰富扩展功能。